2027届高三化学一轮复习规范练33 电解池 金属的腐蚀与防护

**基本信息** 聚焦电解池原理及应用、金属腐蚀与防护，以分级训练构建“原理-应用-实践”逻辑链，融合高考真题与模拟题，强化科学思维与证据推理。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |电解原理|3题（含煤浆电解脱硫）|装置分析、pH变化判断、电子转移计算|从电极反应本质到复杂体系应用，构建“阴阳极判断-反应式书写-守恒计算”推理模型| |电解原理的应用|3题（含熔融盐电解、K₄C₆N₁₆合成）|工业流程分析、电极反应推导|基于电解原理拓展至物质制备，体现“原理→技术→产品”转化逻辑| |金属腐蚀与防护|2题（港珠澳大桥防腐、暖贴原理）|原电池原理应用、防护措施辨析|从腐蚀本质（吸氧腐蚀）到防护方法（牺牲阳极法），形成“问题-原理-解决方案”认知链|

课时规范练33　电解池　金属的腐蚀与防护 A级必备知识练 命题角度1　电解原理 1.下列有关电化学图示完全正确的是(　　) 2.用惰性电极电解下列各组中的三种电解质溶液,在电解的过程中,溶液的pH依次升高、不变、降低的是(　　) A.AgNO3、NaCl、Cu(NO3)2 B.KCl、Na2SO4、CuSO4 C.CaCl2、KOH、NaNO3 D.HCl、HNO3、K2SO4 3.(2026·四川绵阳期中)对煤浆中FeS2进行电解脱硫的原理如图所示。下列说法正确的是 (　　) A.工作时,石墨Ⅰ可接铅酸蓄电池的Pb极 B.工作开始时,石墨Ⅱ电极反应为2H++2e-H2↑ C.工作中,混合液pH变大 D.理论上处理1 mol FeS2,电路中至少转移8 mol e- 命题角度2　电解原理的应用 4.电解熔融氯化钠和氯化钙的混合物制备金属钠的装置如图所示。阳极A为石墨,阴极K为铁环,两极用隔膜D隔开。氯气从阳极上方的抽气罩H抽出,液态金属钠经铁管F流入收集器G。下列叙述正确的是(　　) A.氯化钙的作用是作助熔剂,降低氯化钠的熔点 B.金属钠的密度大于熔融混合盐的密度,电解得到的钠在下层 C.隔膜D为阳离子交换膜,防止生成的氯气和钠重新生成氯化钠 D.电解时阴极的电极反应为Na++e-Na,发生氧化反应,阴极上可能有少量的钙单质生成 5.(2024·湖南卷)在KOH水溶液中,电化学方法合成高能物质K4C6N16时,伴随少量O2生成,电解原理如图所示,下列说法正确的是(　　) A.电解时,OH-向Ni电极移动 B.生成C6的电极反应:2C3N8H4+8OH--4e-C6+8H2O C.电解一段时间后,溶液pH升高 D.每生成1 mol H2的同时,生成0.5 mol K4C6N16 命题角度3　金属的腐蚀与防护 6.(2025·广东广州模拟)为了保证港珠澳大桥钢管桩的抗腐蚀寿命,科研人员采用牺牲阳极法延缓钢管桩的腐蚀。下列有关说法正确的是(　　) A.钢管桩为电子流入的一极 B.钢管桩发生反应:Fe-3e-Fe3+ C.牺牲阳极法中钢管桩可镶嵌铜块 D.牺牲阳极法中钢管桩与外加电源负极相连 7.(2026·黑龙江名校联盟期中)暖贴主要由铁粉、活性炭、无机盐、水、蛭石、吸水性树脂等组成,如图所示,具有携带方便、发热快、持续时间久等优点。下列有关说法错误的是(　　) A.暖贴发热原理为铁的吸氧腐蚀 B.活性炭作为原电池正极材料 C.负极反应为Fe-2e-Fe2+ D.透气膜的透氧速率越快越好 B级素能提升练 8.(2025·八省联考陕西卷)为了从海水中提取锂,某团队设计了如图所示的电解池。保持电源正、负极不变,每运行一段时间后,将电极1与4取下互换,电极2与3取下互换,实现锂的富集。下列说法正确的是(　　) A.电路中电子的流向随着电极互换而改变 B.电极2上发生的反应为Ag-e-Ag+ C.理论上,电极1与电极4的质量之和保持不变 D.理论上,电路通过1 mol电子时,有0.5 mol Li+富集在右侧电解液中 9.(2025·河南商丘一模)工业上可用电解法将废水中较高浓度的铬酸钾溶液制成重铬酸钾溶液,其工作原理如图所示,下列说法正确的是(　　) A.惰性电极N为阳极,Cr被氧化 B.惰性电极M的电极反应式为2H2O-4e-O2↑+4H+ C.惰性电极N的电势小于惰性电极M的电势 D.阳极区溶液中n(K+)由a mol变成b mol时,理论上生成的K2Cr2O7为 mol 10.(12分)氯碱工业是以电解饱和食盐水为基础的化学工业,回答下列问题: (1)工业电解饱和NaCl溶液的化学方程式为 　　　　　　　　　　。  (2)氯碱工业中采取膜技术,若阳离子交换膜损伤,则会在阳极检测到O2,产生O2的电极反应为　　　　　　　　　　　　　　　　。下列生产措施有利于提高Cl2产量、降低阳极O2含量的是　　　(填字母)。  a.定期检查并更换阳离子交换膜 b.向阳极区加入适量盐酸 c.使用Cl-浓度高的精制饱和食盐水为原料 d.停产一段时间后,继续生产 (3)氯碱工业是高耗能产业,按如图装置将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节能30%以上,相关物料的传输与转化关系如图所示(电极未标出)。 ①图中装置Ⅰ和装置Ⅱ中属于原电池的是　　　　　　　　　　　。  ②X的化学式为　　　　;Y在装置Ⅱ中发生的电极反应为　　　　　　。  ③图中氢氧化钠溶液的质量分数大小关系为a%　　　(填“>”“=”或“<”)b%。  参考答案 1.C　解析:锌比铜活泼,原电池中锌作负极,铜作正极,A错误;粗铜的精炼装置中,粗铜连接电源的正极作阳极,B错误;与电源正极连接的电极为阳极,与电源负极连接的电极为阴极,C正确;在铁片上镀锌,铁作阴极,连接电源的负极,锌作阳极,连接电源的正极,D错误。 2.B　解析:电解AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4溶液时有酸产生,溶液的pH降低;电解Na2SO4、NaNO3、K2SO4溶液时相当于电解H2O,溶液的pH不变;电解NaCl、KCl、CaCl2溶液时有碱产生,溶液的pH升高;电解HCl溶液时电解的是电解质本身,溶液中H+减少,溶液的pH升高;电解KOH、HNO3溶液时相当于电解H2O,电解质浓度增大,对应的碱溶液碱性更强,对应的酸溶液酸性更强。 3.B　解析:该装置为电解池,石墨Ⅰ发生的电极反应为Mn2+-e-Mn3+,则石墨Ⅰ为阳极,与电源正极相连,石墨Ⅱ为阴极,与电源负极相连,电极反应为2H++2e-H2↑,电解质溶液中发生反应:15Mn3++FeS2+8H2O15Mn2++Fe3++2S+16H+。铅酸蓄电池的Pb极为负极,PbO2极为正极,根据上述分析可知,石墨Ⅰ为阳极,与电源正极相连,即接铅酸蓄电池的PbO2极,A错误;工作开始时,石墨Ⅱ为阴极,与电源负极相连,电极反应为2H++2e-H2↑,B正确;工作中,阳极的电极反应为Mn2+-e-Mn3+,阴极的电极反应为2H++2e-H2↑,根据关系式15Mn2+~15Mn3+~15e-~15H+,而溶液中发生反应:15Mn3++FeS2+8H2O15Mn2++Fe3++2S+16H+,有关系式15Mn3+~16H+,则反应中c(H+)增大,pH变小,C错误;根据15Mn3++FeS2+8H2O15Mn2++Fe3++2S+16H+,理论上处理1 mol FeS2,需要15 mol Mn3+参加反应,即阳极生成15 mol Mn3+,电路中转移15 mol e-,D错误。 4.A　解析:本装置的目的是制备金属Na,可以联想电解铝工业中的助熔剂冰晶石,加入氯化钙的目的同样是作助熔剂,A正确;由图可知,金属钠在上部收集,所以钠的密度小于熔融混合盐的密度,B不正确;由图可知,Cl-通过隔膜D移至阳极A放电产生Cl2,所以隔膜D应该为阴离子交换膜,C不正确;电解时阴极发生的是还原反应,D不正确。 5.B　解析:由电解原理图可知,Ni电极产生氢气,Ni电极为阴极,Pt电极为阳极。电解过程中,阴离子向阳极移动,即OH-向Pt电极移动,A错误;在Pt电极上C3N8H4失去电子生成C6,电极反应为2C3N8H4+8OH--4e-C6+8H2O,B正确;电解时,阴极反应为2H2O+2e-H2↑+2OH-,则电解总反应主要为2C3N8H4+4OH-C6+4H2O+2H2↑,反应消耗OH-生成H2O,电解一段时间后,溶液的pH降低,C错误;根据电解总反应(主要):2C3N8H4+4OH-C6+4H2O+2H2↑可知,每生成1 mol H2,生成0.5 mol K4C6N16,但Pt电极还伴随少量O2生成,其电极反应为4OH--4e-O2↑+2H2O,则生成1 mol H2时得到的部分电子由OH-放电产生O2提供,所以生成K4C6N16的物质的量小于0.5 mol,D错误。 6.A　解析:牺牲阳极法是利用原电池原理,让比钢管桩更活泼的金属作负极失去电子,钢管桩作正极,电子从负极流向正极,所以钢管桩是电子流入的一极,A正确;钢管桩作正极被保护,不发生失电子的氧化反应,B错误;铜的活泼性比铁弱,若钢管桩镶嵌铜块,铜不能作为牺牲阳极(负极)保护钢管桩,应该镶嵌比铁更活泼的金属,如锌块等,C错误;牺牲阳极法是利用原电池原理,不需要外加电源,外加电流法才是将被保护的金属(钢管桩)与外加电源负极相连,D错误。 7.D　解析:暖贴中的铁粉、活性炭、无机盐及水之间能形成数目庞大的微小原电池,铁作负极,活性炭作正极,暖贴发热原理为铁的吸氧腐蚀,正极反应为2H2O+4e-+O24OH-,A、B正确;铁为负极,负极反应为Fe-2e-Fe2+,C正确;透气膜的透氧速率可控制氧气浓度,透气膜要有合适的透氧速率,才能保证暖贴的发热时间和温度,D错误。 8.C　解析:为了从海水中提取锂,电极1的电极反应为FePO4+e-+Li+LiFePO4,则电极1为阴极,电极2为阳极,电极3为阴极,电极4为阳极,在电极4上发生氧化反应:LiFePO4-e-Li++FePO4。保持电源正、负极不变,则电子的流向不变,故A错误;电极2为阳极,海水中有Cl-,则电极2的电极反应为Ag-e-+Cl-AgCl,B错误;通过相同的电量,电极1上附着的Li+的量和电极4上失去的Li+的量相等,所以理论上电极1与电极4的质量之和保持不变,C正确;电极4电极反应:LiFePO4-e-Li++FePO4,所以理论上,电路通过1 mol电子时,有1 mol Li+富集在右侧电解液中,D错误。 9.D　解析:左侧为阴极区,发生反应:2H2O+2e-H2↑+2OH-,右侧为阳极区,发生反应:2H2O-4e-4H++O2↑,2Cr+2H+Cr2+H2O,Cr并未被氧化,A错误;惰性电极M的电极反应为2H2O+2e-H2↑+2OH-,B错误;阳极电势高于阴极电势,C错误;总反应为4K2CrO4+4H2O2K2Cr2O7+2H2↑+O2↑+4KOH,由总反应可知,阳极区溶液中K+的物质的量由a mol变成b mol时,生成的重铬酸钾的物质的量为 mol,D正确。 10.答案:(1)2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ (2)4OH--4e-O2↑+2H2O　abc (3)①装置Ⅱ　②Cl2　H2-2e-+2OH-2H2O ③< 解析:(1)工业电解饱和NaCl溶液的化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。 (2)氯碱工业中采取膜技术,若阳离子交换膜损伤,则会在阳极检测到O2,原因是阳极氢氧根离子失电子得到氧气,产生O2的电极反应为4OH--4e-2H2O+O2↑。 (3)①图中装置Ⅰ是电解池,电解饱和食盐水,装置Ⅱ是燃料电池,Y是氢气,属于原电池的是装置Ⅱ。②装置Ⅰ的左侧是阳极,发生反应:2Cl--2e-Cl2↑,X的化学式为Cl2;装置Ⅱ是燃料电池,Y是氢气,氢气在装置Ⅱ中发生氧化反应生成水,电极反应为H2-2e-+2OH-2H2O;③装置Ⅱ中通氧气的一极为正极,环境是NaOH溶液,因此正极反应为O2+2H2O+4e-4OH-,使NaOH溶液的浓度更大,即图中氢氧化钠溶液的质量分数大小关系为a%<b%。 学科网（北京）股份有限公司 $